[发明专利]一种用于多规格蒸汽发生器传热管检修的足式机器人

说明书

一种用于多规格蒸汽发生器传热管检修的足式机器人，本发明涉及一种检修机器人，本发明的目的在于解决现有爬行式SG传热管检修机器人运动方式不够灵活、结构适应性较差的问题，它包括基座模块、作业臂模块和四个腿部模块；基座模块包括基座箱体、肩关节电机模块和四个髋关节电机模块；基座箱体的上端设置有四个髋关节电机模块，基座箱体的底端上设置有一个肩关节电机模块，每个髋关节电机模块顶部输出端分别与一个腿部模块连接，肩关节电机模块底部输出端与作业臂模块固定连接。本发明属于设备维修领域。

技术领域

本发明涉及一种检修机器人，具体涉及一种用于多规格蒸汽发生器传热管检修的足式机器人。属于设备维修领域。

背景技术

随着能源和环境问题的日益突出,核电以其环保、清洁、稳定和相对安全的特点受到世界各国的广泛重视，压水堆机组构型通过蒸汽发生器(简称SG)的特殊结构设计，在实现一回路和二回路热能交换的同时，将核辐射物质封闭在一回路内，从而保证机组在正常运行的过程中，二回路的设备不会受到核辐射污染。因此蒸汽发生器的工作性能是实现能量高效传递、二回路机组设备防核辐射污染的关键。目前开发了高性能的蒸汽发生器传热管检修机器人，如PEGASYS和ROSA-III、ZR100和SM-23G，而我国在相关领域严重依赖于国外产品，因此，设计制造自主知识产权的更优秀的SG传热管检修机器人设备具有极大的研究意义和工业价值。

目前存在的检修机器人主要分为固定安装式和管板爬行式两种，以ROSA-III、SM-23G为代表的固定安装式检修机器人是串联的机械臂，这类机器人大都需要固定在人孔及SG底部，导致其覆盖范围大时就需要增加机器人的体积，而且串联结构的累计误差容易导致末端工具定位偏差较大。现有的一款管板爬行式检修机器人PEGASYS，其通过定位夹紧机构安装在管板上，并通过两组定位夹紧机构的交替动作实现了行走功能。这种检修机器人设计结构简单、精度较高、操作方便。但其由于移动方式固定，因此运动效率低下、适应性低。且由于工具模块与机器人本体固定安装，没有额外的自由度，因此检修作业很难实现全覆盖。

现有技术的ZR100一种管板爬行式的检修机器人，其也是通过定位夹紧机构及平移和旋转两个运动自由度来实现机器人“爬行”，但是由于其旋转运动时可以到达不同的角度位置，且工具模块和机器人本体之间带有两个自由度，因此提升了作业效率。但由于机器人构型固定，因此对于不同型号的管板适应能力依然很低。

基于我国SG传热管检修机器人设备现状，并针对上述问题，设计一款用于多规格蒸汽发生器传热管检修的足式机器人，利用足式机器人运动灵活的特点，使本发明运动方式灵活多样，提高了检修作业效率，并大大提高了本发明在面对不同型号SG管板时的自适应能力。

发明内容

本发明的目的在于解决现有爬行式SG传热管检修机器人运动方式不够灵活、结构适应性较差的问题，进而提供一种用于多规格蒸汽发生器传热管检修的足式机器人。

本发明所述一种用于多规格蒸汽发生器传热管检修的足式机器人，它包括基座模块、作业臂模块和四个腿部模块；基座模块包括基座箱体、肩关节电机模块和四个髋关节电机模块；基座箱体的上端设置有四个髋关节电机模块，基座箱体的底端上设置有一个肩关节电机模块，每个髋关节电机模块顶部输出端分别与一个腿部模块连接，肩关节电机模块底部输出端与作业臂模块固定连接。

本发明最为突出的特点和显著的有益效果是：

一、本申请机器人结构形式简单、运动方式灵活多样、结构自适应能力强，使其具有较高运动灵活性和作业效率，并使其在面对不同型号的SG管板时具有较强的自适应能力。

二、本发明共具有18个运动自由度，其中有10个主动的连续运动自由度和4个被动的连续运动自由度，10个主动的运动自由度均由电机驱动。14个连续运动自由度使得本发明具有更大的连续的工作空间，且运动方式灵活，在其工作空间内可以进行自由灵活的连续运动。由于管孔位置离散，因此连续的工作空间可以有效适应任意规格的蒸汽发生器。